بررسی و طراحی یک سیستم یادآوری و نظارت بر مصرف دارو با استفاده از اینترنت اشیا

مقدمه :

در جامعه مدرن، زندگی شلوغ باعث می شود افراد بسیاری، یک سری از چیزها در زندگی روزمره را فراموش کنند. افراد سالخورده و افراد مبتلا به بیماری های مزمن که نیازمند مصرف به موقع و مداوم دارو هستند، دچار زوال عقل می شوند که چیز هایی را در زندگی روزمره خود فراموش می کنند، سبب مشکلات خاصی برای بیماران مبتلا به بیماری های دائمی مانند دیابت، فشار خون ،مشکلات تنفسی، مشکلات قلبی، بیماری های سرطانی و غیره می شود .

در اروپا تقریبا 7درصد جمعیت بالا ی 65 سال با زوال عقل دست و پنجه نرم میکنند پیش بینی میشود این رقم تا دو دهه آینده 50 درصد رشد کند. در نقاط دیگر جهان هم روال مشابه ای در جریان است.

همچنین حدود 25 درصد از جمعیت بالغ به داروهای تجویز شده خود پایبند نیستند، که ممکن است به نتایج بدنی و مرگ و میر منجر شود.

یکی از زمینه هایی که اینترنت اشیا در آن بسیار موثر خواهد بود حوزه ی سلامت است. بر اساس برخی آمار ها این تاثیر در این حوزه از سایر حوزه ها نیز بیشتر و احیاناً حیاتی تر خواهد بود. با استفاده از اینترنت اشیا درحوزه ی سلامت می توان از راه دور بسیاری از بیماری ها را مورد شناسایی قرار داده و بخشی از مراحل درمان نیز از راه دور و در منزل انجام گردد و بدین ترتیب از بسیاری از مراجعات اضافی به بیمارستان ها جلوگیری نمود. همچنین هوشمند سازی سیستم های ثبت اطلاعات منجر به افزایش سهولت و دقت در امور شده و می توان از این طریق بسیاری از بیماری ها را در سطح کلان با سرعت بسیار بیشتر پیش بینی کرده و مورد پایش و درمان قرار داد.

از بین کاربرد های اینترنت اشیا حوزه سلامت، فن آوری های مراقبت سلامت خانگی و از میان آن ها سیستم یاد آوری مصرف دارو را بررسی می کنیم.

اصطلاح " اینترنت اشیا"( IOT ) اولین بار توسط کوین اشتون در سال 1999 مطرح گردید. او جهانی را توصیف کرد که در آن هر چیزی، برای خود هویت دیجیتال داشته باشد و به کامپیوتر ها اجازه دهند آن ها را سازماندهی و مدیریت کنند .

از دید کوین اشتون "اینترنت اشیا" ابزاری است برای غلبه بر سلطه زمان و مکان. این دیدگاه برای نخستین بار توسط مرکز شناسایی خودکار و نشریات تحلیل بازار مرتبط با آن مشهور گردید. RFID به عنوان یک پیش شرط در این فن آوری در نظر گرفته می شود.

همچنین از دید دیگر "اینترنت اشیا" به محیطی اطلاق می شود که هر چیز اعم از انسان، حیوان و یا وسایل بی جان در آن دارای یک شناسه یکتا یا پروتکل اینترنتی (IP) می باشند که توانایی شناسایی، کنترل، فرستادن و انتقال داده به یکدیگر و پایگاه داده مربوطه را دارند .

داده های جمع آوری شده از اشیا توسط ابزار های مختلفی از قبیل گوشی های تلفن همراه، انواع رایانه ها و تبلت ها قابل مشاهده خواهند بود. در صورت پیاده سازی "اینترنت اشیا" قابلیت انتقال اطلاعات میان اشیا گوناگون به وجود می آید. "اینترنت اشیا" حاصل هم گرایی و تکامل سه عنصر اینترنت، فن آوری بی سیم و سیستم های میکرو الکترو مکانیکی(MEMS ) است.

تعریف دیگری از اینترنت اشیا که به نظر نشان دهنده ی ابعاد مختلف اینترنت اشیا است: "در هر زمان، هر مکان، برای هر کسی ما اتصالی برای هر چیزی خواهیم داشت.”

عموماً ترتیبRFID خانگی عبارت است از فناوری های ارتباطی، تصویر برداری، حسگری و تعامل انسان و کامپیوتر که در تشخیص ،درمان و نظارت بر بیماران بدون آسیب زدن به سبک زندگی در کنار هم قرار می گیرند. توسعه دستگاه های حسگری، ارتباطات و تحلیل پزشکی برای نظارت زمان واقعی شرایط بیمار بر بستر اینترنت امکان پذیر است. شبکه اینترنت اشیا امکان ملاقات فعال و زمان واقعی بیمار، بیمارستان ها، مراقبین درمانی و پزشکان و جدای از آن انتقال امن داده از نقطه ایمن به مقصد با هدف نظارت از دور را فراهم می کند که در آن به یک معماری کم هزینه برای پلتفرم تعبیه شده برای نظارت مبتنی بر اینترنت نیاز است.

نظارت از دور با استفاده از دستگاه های مختلف بیو پزشکی ممکن شده است. این دستگاه ها داده ها را اندازه گیری کرده و از طریق بلوتوث یا ZigBee به واحدی می فرستند که آن را مدیریت می کند )کامپیوتر، تلویزیون اینترنتی(. اطلاعات جمع آوری شده را می توان ذخیره کرد یا به مرکزی فرستاد که نظارت کاملی برای مراقبان سلامت و بیماران فراهم می کند. دسترسی به مرکز پزشکی از طریق اینترنت و با تلفن همراه یا کامپیوتر شخصی ممکن است. ترکیب اینترنت اشیا وRFID نیز نقش مهمی در شناسایی هدف و هویت یابی فردی بازی می کند که می توان از آن برای دسته بندی افراد در عین نظارت از دور استفاده کرد برای زمانی که مشاهده می شود اطلاعات و تعداد افراد برای هویت یابی منحصر به فرد هر بیمار مفید است و داده های مربوط به آن ها ذخیره خواهد شد.

در نتیجه اصلاحات مراقبت سلامت، سوابق پزشکی دسترسی جهانی داده های آماری در دسترس عموم را آسان کرده است.

داده های نظارتی : تعامل پزشک-بیمار، دسترسی پزشکان، شکایت های بیمار و تجویز اقدامات درمانی .

داده های جمع آوری شده مبنایی برای یک ابزار پشتیبان تصمیم گیری برای مقایسه طرح های تجویز دارو بر مبنای وضعیت فردی و اولویت های بیمار فراهم می کند که به بیمار در تعیین بهترین طرح تجویز ها یا عوارض طرح کمک خواهد کرد. با بکارگیری داده های سوابق، مقایسه مخارج تجویزی برای بیمارانی که پروفایل سلامت مشابه با بیمار کنونی دارند، انجام خواهد شد.

شکل کارکرد کلی سیستم نشان می دهد، پیام هشداری برابر برنامه تولید می شود و می توان وضعیت را به کمک حسگری ثبت کرد که از راه دور وضعیت را پس از مقایسه رفتار مصرف داروی بیمار مورد نظارت قرار می دهد، داده های را برای مراجعات بعدی ذخیره می کند و اطلاعات دارویی را از طریق اینترنت به روز می کند.

کار های مرتبط :

ایلکو و همکاران UbiPILL را پیشنهاد کردند که یک کنترل کننده دوز دارو برای شبکه حسگر خانگی همه جا حاضر، خودکار و بی سیم است که با تامین امینت، اطلاعات و راحتی کیفیت زندگی را ارتقا می دهد .این دستگاه برای یادآوری سالخوردگان پیاده شد با هدف نظارت طراحی شد تا فعالیت های دارویی را از طریق مرورگر اینترنتی به طور قابل اطمینان نظارت کند.

پریدا و همکاران کاربرد فناوری RFID برای سیستم مدیریتی داروی درون خانه پیشنهاد کردند. فناوری مبتنی بر RFID برای سیستم مدیریت دارو استفاده شده است تا داروهایی مانند داروهای معمولی و اضطراری با یا بدون برچسب RFID ردگیری شود.

برچسب HF به کاربر اختصاص یافته و برچسب خوان RFID همراه با دوربین و سیستم مبتنی بر اینترنت برای ردگیری کاربر استفاده شده است. این سیستم می تواند برای افراد پیر و دارای تحصیلات کم مفید باشد.

شیوا کومار و همکاران طراحی نظارت بر علائم حیاتی بر مبنای شبکه های حسگر بی سیم و فناوری پزشکی از دور را پیشنهاد کردند .داده های ارسال کننده برای نظارت متمرکز به ابر فرستاده خواهد شد.کارشناسی در مکانی دور می تواند همه داده های بیمار را ببیند و در صورت اضطراری بودن موقعیت اقدام مناسب را اتخاذ کند.

هوانگ و همکاران طراحی و پیاده سازی جعبه قرص هوشمند را پیشنهاد کردند. که با در نظر گرفتن مشکلات سالمندان و تامین ایمنی دارویی کامل، زمان بندی مصرف دارو را به بیمار یادآوری می کند و این گونه سوء مصرف دارو کنترل می شود.

گومز و بنیمیم و همکاران، سیستمی را پیشنهاد کردند .که با استفاده از ویژگی های بصری در شناسایی جعبه های پزشکی برای افراد دارای دید ضعیف مورد استفاده قرار گرفت. این دستگاه از یک دستگاه دوربین که در دستگاه هایی مانند رایانه ها، تلویزیون ها و تلفن های همراه موجود است، برای شناسایی ویژگی های مربوط به جعبه دارو استفاده می کند. پس از تشخیص جعبه دارویی ،سمعک های مربوطه به منظور اطلاع رسانی در مورد دوز، علائم و نشانه های متضاد دارو مورد استفاده قرار می گیرند برای هر دارو ،فایلهای جداگانه ضبط می شوند. این سیستم بینایی می تواند به بسیاری از افراد مبتلا به نقص چشم کمک کند تا داروهای مناسب را در زمان مناسب تجویز شده توسط دکتر بگیرند.

آزمایشات با 15 داوطلب کور شده نشان داد که 93٪ از آنها معتقدند که سیستم برای شناسایی جعبه دارو مفید است.

Huai-Kuei Wu et.al، جعبه قرص هوشمند یادآوری و تأیید مصرف را پیشنهاد کرد، جایی که دوربین در قسمت داخلی جعبه قرار گرفته است تا بارکد ماتریس و کیسه دارویی را شناسایی کند. ماژول سخت افزاری بالای جعبه برای ارائه قرص های یادآوری و هشدار استفاده شده. این روش برای سالمندان مناسب است که دسترسی به اینترنت نیز ندارند. علاوه بر این، چون اطلاعات پزشکی خصوصی از طریق اینترنت انتقال نمی یابد، خطر سرقت اطلاعات بسیار کاهش می یابد.

Brianna Abbey و همکاران جعبه قرص هوشمند پیشنهاد کردند. هدف از این سیستم، توسعه یک وسیله داروئی بود که به افزایش رعایت دارو، نظارت بر رفتار مصرف دارو و ارتباط با داروسازان پرداخت. این دستگاه شامل 28 اتاق است که در هفت ستون از چهار ردیف قرار گرفته است. هر کلوم نشان دهنده هر روز یک هفته است. چهار ردیف چهار روز دوز مجزا را در یک روز نشان می دهند. چراغ LED واقع در پشت هر اتاق منبع نور برای بیماران را فراهم می کند. نور نیز به عنوان نشانه ای برای حسگر محیط و برای تشخیص قرص ها از محفظه استفاده می شود.

Sanjay Bhati و همکاران سیستم جعبه یادآوری پزشکی مبتنی بر Arduino-Uno پیشنهاد کردند .که در مقایسه با سایر دستگاه های موجود در بازار قادر به تولید صدا و نور در یک زمان و پس از باز شدن در جعبه متوقف می شود. این سیستم در درمان سریع سلامت بیماران موثر است.

Balachandra Rao و همکاران سیستم جعبه پزشکی فعال IOT پیشنهاد کردند. هر بار که دارو به جعبه قرص بارگذاری می شود داده ها در پایگاه داده ذخیره می شوند. این سیستم ایمنی بیماران را تضمین می کند و همچنین باعث جلوگیری از مصرف نادرست دارو می شود.

Babalola و Olaniyan برنامه سنجش دارویی برای سیستم یک نسخه دوز مصرفی دارو براساس اینترنت پلتفرم پیشنهاد کردند. این سیستم بر پایه ی پارادایم اینترنت اشیا بر روی یک پلتفرم تلفن همراه است که اجازه می دهد تا از هر جا و هر مکان برای بررسی دوز استفاده شود. همچنین در تعیین دوز برای هر رژیم، ارتفاع، ورن، نتایج آزمایش خون و سن در نظر گرفته می شود.

سیستم پیشنهادی :

یک جعبه دارو هوشمند با عملکرد یادآوری و نظارت، برای کسانی که فشار خون بالا دارند، به طور مرتب دارو مصرف می کنند این سیستم با گرفتن وضعیت بیمار در مورد مقدار دارو نوع و میزان دارو های تجویزی را کنترل و یادآوری می کند. هنگامی که یک بیمار به یک پزشک مشاوره می دهد، جزئیات وی از جمله نسخه دارو به وب سرور ارسال می شود. از راه دور پزشک براساس وضعیت بیمار دارو تجویز می کند .

UI : جهت ایجاد تغییرات در سیستم

کنترل هوشمند : سیستم کنترل شامل حسگر هایی برای نظارت و گزارش دهی وضعیت محیطی و نرم افزار کنترلی همراه آن که بطور منظم مصرف شدن یا نشدن دارو توسط بیمار را بررسی می کند .

استفاده از استاندارد باز مانند گروه استاندارد های 20601-11073ISO/IEEE قابلیت همکاری میان دستگاه های سلامت شخصی را فراهم می کند.

پروتکل پیام رسانی MQTT بخاطر اینکه حافظه، پرداشگر و پهنای باند کمتری نیاز دارد، مناسب ترین گزینه است.

استفاده از ابر اینترنت اشیاء منبع باز موثر خواهد بود .

RFID و RFID خوان : برای دادن هویت

منحصربفرد به کاربر استفاده می شود بطوری که تجویز کننده در عین نظارت از دور می تواند روی همان صفحه بیمار را تشخیص دهد.

صفحه اینترنتی : از آن برای نظارت از دور بر زمانبندی داروی دنبال شده توسط بیمار و آپلود تغییرات احتمالی پس از مقایسه تغییر در فعالیت مصرف دارو در زمانبندی، مقدار و فاصله زمانی استفاده می شود.

سیستم هشدار : برای یاد آوری دارو از طریق پیام صوتی استفاده می شود.

قرار ملاقات از خانه : این امکان روی جعبه خواهد بود که بیمار از طریق آن از دکتر وقت ملاقات می گیرد ،RFID هویت بیمار خواهد بود.

سودمندی استفاده از برچسب RFID : برای فناوری رمزنگاری/رمزگشایی

کارکرد مفهومی سیستم یاد آوری و نظرات دارو در فلوچارت زمانبندی و روند مصرف دارو را تشریح می کند، چه بیمار برنامه را دنبال کند یا نکند، داده ها در ابر ذخیره خواهد شد. داده های ذخیره شده برای تحلیل سوابق بیمار استفاده خواهد شد و تجویزهای بعدی برابر آن سوابق خواهد بود.

نتیجه گیری :

همان طور که بررسی ها نشان می دهند، فناوری های مختلف مراقبت سلامت خانگی تکامل یافته است. در این گزارش متمرکز بر نظارت دارو و برنامه مصرف آن، که برای بهبود بازدهی دارو ی تجویز شده مفید است. و همچنین باعث جلوگیری از دوز نادرست دارو می شود. ایمنی بیماران را تضمین می کند.